Reversibilidad Termodinamica

REVERSIBILIDAD TERMODINÁMICA

OBJETIVO:

El alumno comprobará los procesos reversibles e irreversibles. Adémas, demostrará el concepto de reversibilidad termodinámica empleando un sistema de fuerzas generadas en una balanza analítica.

GUÍA DE ESTUDIOS:

1. Defina el concepto de fuerza

R= Es la causa que origina o modifica el movimiento de los cuerpos. Para que se produzca un movimiento de un cuerpo se necesita siempre una causa que le hago moverse. La fuerza es la causa que produce u modifica el movimiento de los cuerpos o bien origina una deformación de los mismos.

2. ¿Cómo se logra un equilibrio mecánico en un sistema donde actúa varias fuerzas?

R= Un equilibrio mecánico se logra cuando la suma de las fuerzas y momentos, sobre cada partícula del sistema es cero.

3. Escriba la ecuación que define el trabajo termodinámico:

R= WT = F0 d cos Ɵ Es definido en funcion del valor de la fuerza de oposicion F0 al sistema y la distancia del dezplazamiento d que aquella genera, donde el angulo Ɵ es aquel formado entre la fuerza de oposicion y la direccion del desplazamiento.

4. Defina trabajo producido y trabajo destruido en el entorno, ¿Con que signo aritmético se identifica cada uno?

R= El trabajo es considerado con el signo positivo cuando el sistema eleva masas en el entorno y se dice que se crea trabajo mientras que se considera con el signo negativo si el sistema baja las masas , por lo tanto con esto destruye el trabajo

5. ¿En general, cual es el orden de magnitud de un incremento o delta de fuerza ∆F y cuando el orden de magnitud de una diferencial de fuerza dF?

R= En ∆F se presentaría es la representada entre la fuerza del sistema (MsG) menos la fuerza del entorno dado. (Mog) donde son dependientes de la masa del sistema y del entorno por la gravedad, donde su diferencia obtenida será finita en cambio, en dF su diferencia será intimísimamente mas pequeña entre la Mo y Ms (Ms>Mo)

6. ¿Qué es un proceso reversible y cuales son sus características?

R= Cuando la fuerza resultante obtenida es muy pequeña, al tal grado que no se pueda medir. Sus características principales son: Velocidad cercana a cero y un tiempo infinitamente grande. Un proceso reversible no presenta fricción.

7. ¿Qué es un proceso irreversible y cuales son sus características?

R= Es cuando la fuerza resultantes en muy mayor, pero finita. Esta es medible con aparatos disponibles o deseados. Sus características principales es una velocidad grande y un tiempo de realización muy corto.

8. Explique porque las condiciones de equilibrio son parecidas a las condiciones reversibles.

R= Porque presentan un periodo largo, Una transformación es reversible si se realiza mediante una sucesión de estados de equilibrio del sistema con su entorno y es posible devolver al sistema y su entorno al estado inicial por el mismo camino. Reversibilidad y equilibrio son, por tanto, equivalentes.

9. ¿Cuál es la diferencia entre un ciclo reversible y uno irreversible?

R= En el ciclo reversible, tanto el sistema como el entorno vuelven a las condiciones iniciales y en el ciclo irreversible solo el sistema regresa a sus condiciones iniciales mientras que el entorno no lo hace.

10. ¿Cómo se obtiene el trabajo y el calor del ciclo?

R= El trabajo del ciclo es la suma de las cantidades de trabajo producidas en cada etapa del ciclo ya sea irreversible como reversible. El calor del ciclo es también la suma de todas las cantidades de calor presentes en cada etapa del ciclo.

PROCEDMIENTO:

1. Abra la tapa frontal de la balanza analítica y coloque una masa de 30g en el platillo izquierdo de la balanza (sistema).

2. En la escala inferior donde se encuentra el fiel de la balanza, mida la distancia del desplazamiento d con una regla desde cero hasta la ultima línea de la escala.

3. Familiarícese con la escala del cronometro

PARTE I. DESTRUCCION DEL TRABAJO

1. Coloque en el platillo derecho una masa de 30 g (entorno).

2. Suelte el freno de la balanza y cheque que la aguja se mantenga en el cero.

3. Agregue una pesa de 20mg al platillo derecho.

4. Suelte el freno de la balanza y mida el tiempo en que el fiel se desplaza desde cero hasta la última línea de la escala. Regrese al reposo con ayuda del freno.

5. Repita el inciso 4 las veces que sea necesaria de tal manera que se obtengan tres tiempos iguales. Anote ese tiempo redondeado a décimas.

6. Quite la pesa anterior colocada.

7. Repita los pasos 3 al 6, pero ahora agregando la pesa de 30 mg, luego la de 50mg, mas tarde la de 100 mg y finalmente la de 200 mg.

8. Deje el freno y quite todas las pesas del platillo derecho

PARTE II. PRODUCCION DE TRABAJO

1. Coloque en el platillo derecho una pesa de 20g, una de 5g, una de 3g, una de 1g, una de 500mg, una de 200mg,dos de 100mg, una de 50mg, una de 30mg y dos de 10mg.

2. Suelte el freno de la balanza y cheque que la aguja se mantenga en el cero.

3. Quite una pesa de 10mg del platillo derecho.

4. Suelte el freno de la balanza y mida el tiempo en que el fiel se desplaza desde cero hasta la última línea de la escala.

5. Repita el paso anterior las veces que sea necesario, hasta que se obtengan tres tiempos de desplazamiento iguales. Anote ese tiempo.

6. Repita el paso 3, 4 y 5 quitando otra pesa de 10 mg, luego la de 30 mg, mas tarde la de 50mg y finalmente la de 100mg

7. Deje puesto el freno y quite todas pesas empleadas.

TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE RESIDUOS:

Esta práctica no genera residuos.

DIBUJO DEL EXPERIMENTO:

¬¬

CALCULOS:

Parte I Destrucción de trabajo

NOTA: Para sus cálculos utilice el sistema de unidades cgs y redondee sus resultados a 5 cifras significativas.

DESTRUCCIÓN DE TRABAJO

MASA (g) TIEMPO (s) DISTANCIA (cm)

1 30.02 3.55 1.1

2 30.03 2.70

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